随着近几年在生产生活中H₂S气体泄漏事件的频发,有关H₂S气体的安全问题日益成为人们关注的焦点,这对研制出可以实现在线实时、快速、高效、高灵敏度、低检测限的H₂S气体检测系统提出了更为紧迫的要求。传统的非光学式H₂S气体检测仪虽然可以达到较低的检测限,但是很容易受其它气体成分的交叉灵敏,而且其响应速度较慢,可重复利用率低,使用寿命较短,难以实时连续监测。如要实现大规模区域的分布式监测,采用传统的非光学式传感器将会十分昂贵。本文研究的H₂S气体传感器是基于近红外光谱吸收原理的光纤气体传感器,若结合微弱光电信号检测技术和光纤技术,可以满足生产生活中对H₂S气体检测的各种需要,而且,若与可调谐激光光源相结合,还可实现多种气体的分布式检测。本文基于气体近红外选择性吸收理论和Lambert-Beer定律,采用窄带光源的差分光谱吸收检测技术对H₂S气体进行检测。文中选取的H₂S气体的中心吸收谱线是在1578nm处的一条孤立的转动吸收线ν₁+v₂+v₃,其谱线吸收强度约为1.3×10^-22cm^-1/(molecule·cm^-2)^-1;光源为窄带可调谐激光光源,其3dB线宽约为0.0157nm;400mm的气体吸收池采用4组由微型GRIN透镜组成的100mm短程吸收池串联构成;由于光源功率的波动对气体检测的影响最大,本文采用信号光路和参考光路相比较的差分系统以消除该影响。通过对常温常压下H₂S气体吸收谱的仿真分析可知:H₂S气体在中心频率处的吸收系数约为1.5×10^-2cm^-1·atm^-1,谱线的展宽机制主要是碰撞加宽,可以选择Lorentzian或Voigt线型作为H₂S气体的吸收线型。由于用于气体检测的DFB激光光源成本较高,本文设计并搭建了一种窄带可调谐光纤激光器,通过改变布拉格光栅的温度和长度来实现输出波长的调谐。实验测得该激光器的温度灵敏度和电压灵敏度分别是0.04066nm/℃和0.00126nm/V。最后对系统进行了气体吸收实验,验证了本系统对H₂S气体检测的可行性,并通过数据的测量和拟合处理对系统进行了定标,通过分析得到本系统的气体灵敏度约为0.00035μw/ppm、最小分辨率约为3271ppm,H₂S气体在中心频率的吸收系数约为2.6×10^-2cm^-1·atm^-1。